(57)【要約】【課題】  高速運転、微量潤滑等の厳しい使用条件の下でも、耐久性並びに安定性を確保する。【解決手段】  合成樹脂製保持器１０を構成する各リム部１１、１１の外周面（被案内面）に、この外周面から突出する状態で、軸方向に関する断面を円弧形とした凸部１４、１４を設ける。この結果、上記被案内面のうちのこれら各凸部１４、１４から外れた部分に溜まった潤滑剤が、これら各凸部１４、１４の頂部と軌道輪の案内面との摺接部に取り込まれる。この為、この摺接部で潤滑剤が枯渇する事を防止でき、上記課題を解決できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、外周面を上記外輪軌道及び内輪軌道に接触する転動面とした複数のころとを備えたころ軸受に組み込んだ状態で、これら各ころを転動自在に保持する為、合成樹脂を射出成形する事により一体に形成して成り、軸方向に互いに間隔をあけて配置した１対のリム部と、円周方向に亙って間欠的に配置され、それぞれの両端部を上記各リム部の互いに対向する内側面に連続させた複数本の柱部とを備え、円周方向に隣り合うこれら各柱部の円周方向両側面と上記各リム部の互いに対向する内側面とにより四周を囲まれる矩形の空間部分を上記各ころを転動自在に保持する為のポケットとすると共に、上記各リム部の外周面と内周面とのうちの一方の周面である被案内面を上記外輪の内周面と上記内輪の外周面とのうちの一方の周面である案内面に近接対向させる事により、径方向に関する位置決めを図られるころ軸受用合成樹脂製保持器に於いて、円周方向に関して上記被案内面の一部に、この被案内面の他の部分よりも径方向に凹んだ凹部を設けた事を特徴とするころ軸受用合成樹脂製保持器。
【請求項２】
各リム部の被案内面にこの被案内面から突出する状態で、中心軸に直交する仮想平面に関する断面を円弧形とした複数の凸部を設け、これら各凸部同士の間部分を凹部とした、請求項１に記載したころ軸受用合成樹脂製保持器。
【請求項３】
各リム部の被案内面にこの被案内面から凹入する状態で、中心軸に直交する仮想平面に関する断面を円弧形とした複数の凹溝を設け、これら各凹溝を凹部とした、請求項１に記載したころ軸受用合成樹脂製保持器。
【請求項４】
各リム部の被案内面のうちで各柱部と整合する部分から外れた部分に、凸部若しくは凹溝を設けた、請求項２〜３の何れかに記載したころ軸受用合成樹脂製保持器。
【請求項５】
各リム部の被案内面のうちで各柱部と整合する部分並びにこれら各柱部の周面に、凸部若しくは凹溝を設けた、請求項２〜３の何れかに記載したころ軸受用合成樹脂製保持器。    
【請求項６】
各柱部のうちの径方向に関して被案内面と反対側となる部分を各リム部の周面よりも径方向に突出させ、この突出させた部分に、射出成形の際に合成樹脂を送り込む為のゲートを配置した、請求項１〜５の何れかに記載したころ軸受用合成樹脂製保持器。
【請求項７】
ころ軸受を構成する各ころを、各ポケットの内径側開口縁側を通過不能に保持自在とした、請求項１〜６の何れかに記載したころ軸受用合成樹脂製保持器。
【請求項８】
各リム部の軸方向外側面に、この外側面から軸方向内側に凹入する第二の凹部を設けた、請求項１〜７の何れかに記載したころ軸受用合成樹脂製保持器。
【請求項９】
内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、外周面を上記外輪軌道及び内輪軌道に接触する転動面とした複数のころと、これら各ころを転動自在に保持する保持器とを備えたころ軸受に於いて、この保持器が請求項１〜８の何れかに記載したころ軸受用合成樹脂製保持器である事を特徴とするころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば工作機械の主軸や鉄道車両の車軸等、グリース又は潤滑油によって潤滑されつつ高速で運転される回転体を支持するころ軸受及びこのころ軸受に組み込むころ軸受用合成樹脂製保持器の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械の主軸を回転自在に支持する為の軸受には、工作精度の向上の為、高剛性、高回転精度、低発熱等の特性が求められる。又、近年に於いては、加工効率向上の為、高回転速度で長時間安定して使用できる様に、高速安定性が求められている。この様な各特性のうちラジアル方向の剛性を向上させる為に、上記軸受としてころ軸受を使用する場合が多い。図１２〜１３は、この様なころ軸受の１例として、外輪１の軸方向両端部並びに内輪２の軸方向一端部（図１２の左端部）にそれぞれ鍔部６ａ、６ｂ、８を設けた（ＮＪ型の）鍔付きの円筒ころ軸受３を示している。
【０００３】
この鍔付きの円筒ころ軸受３は、上記外輪１と上記内輪２と複数の円筒ころ４、４とを備える。このうちの外輪１は、内周面の中間部に円筒状の外輪軌道５を、同じく両端部に上記１対の内向鍔部６ａ、６ｂを、それぞれ設けている。又、上記内輪２は、外周面の中間部に円筒状の内輪軌道７を、同じく一端部に上記外向鍔部８を、それぞれ設けている。又、上記複数の円筒ころ４、４は、銅合金等の自己潤滑性を有する金属により造られた、円環状の保持器９により、転動自在に保持された状態で、上記外輪軌道５と上記内輪軌道７との間に設けている。
【０００４】
この状態で、上記各円筒ころ４、４の転動面がこれら外輪軌道５及び内輪軌道７に転がり接触する。これに対して、上記各円筒ころ４、４の軸方向両端面の外径寄り部分は、上記各内向鍔部６ａ、６ｂの内側面と、上記外向鍔部８の内側面とに、近接対向若しくは滑り接触する。又、この状態で、上記保持器９の両端部外周面を、上記外輪１の両端部に設けた上記各内向鍔部６ａ、６ｂの内周面に近接対向させる事により、この保持器９の径方向位置をこの外輪１により規制する、外輪案内としている。
【０００５】
上述の様な鍔付きの円筒ころ軸受３は、大きなラジアル荷重を支承できるだけでなく、上記各円筒ころ４、４の軸方向両端面と、上記各内向鍔部６ａ、６ｂのうちの一方（図１２の右方）の内向鍔部６ｂ、並びに、上記外向鍔部８との係合により、アキシアル荷重を支承できる。即ち、図１２で内輪２に右方向のアキシアル荷重が加わった場合に、上記外向鍔部８の内側面と上記各円筒ころ４、４の軸方向他端面（図１２の左端面）外径寄り部分とが摺接すると同時に、上記一方の内向鍔部６ｂの内側面と上記各円筒ころ４、４の軸方向一端面（図１２の右端面）外径寄り部分とが摺接して、上記アキシアル荷重を支承する。
【０００６】
上述の様な（鍔付の）円筒ころ軸受３を使用する場合、ラジアル方向の剛性を更に向上させると共に回転精度を向上させる為、この円筒ころ軸受３の内部隙間を負にする、所謂予圧を付与する事もある。但し、この様な予圧付与を行なう事は、上記円筒ころ軸受３等を含む各種ころ軸受にとって、総べてのころが軌道輪の軌道面と接触する等、内部の部品摩耗や焼付き等の故障が発生し易い過酷な条件となる。この為に一般の産業機械用のころ軸受では、運転時に軸受内に正の隙間が残る様にして、剥離寿命の延長を図ると共に、外乱により軸受機能が低下するのを抑える事も多い。又、運転時の発熱を最小にする為、工作機械用のころ軸受は、ごく微量のグリースや潤滑油等による潤滑条件下で運転される事が多い。即ち、グリースや潤滑油等の潤滑剤を必要最小限に抑える事により、潤滑剤の撹拌抵抗と、この撹拌抵抗に基づく発熱とを抑えている。
【０００７】
尚、鉄道車両の車軸を回転自在に支持する転がり軸受としても、上述の様な円筒ころ軸受３が使用されている。この様な車軸を支持するころ軸受の場合も、鉄道車両の高速化に伴い、高回転速度で長時間安定して使用できる様に、高速安定性が求められている。この様な鉄道車両に組み込むころ軸受の場合は、上述の様な工作機械に組み込むころ軸受の様に、内部隙間が負の状態で使用しないものの、中速乃至高速回転で高荷重、振動荷重、衝撃荷重が加わる条件で使用される為、上記ころ軸受の強度及び剛性や低発熱性等の性能は、上述した工作機械に組み込むころ軸受と同様に要求されている。
【０００８】
上述の様な厳しい使用条件下で、ころ軸受により回転自在に支承した工作機械の主軸や鉄道車両の車軸等の回転体の回転速度を更に高める為には、解決しなければならない種々の問題がある。この様な問題の一つとして、従来より上記ころ軸受に標準的に使用されてきた、銅合金製の保持器の摩耗問題がある。即ち、ころ軸受を上述の様な過酷な条件下で使用すると、保持器の内外両周面、或はポケットの内面が、軌道輪の周面やころの表面（転動面及び端面）と強く擦れ合う。この為、軌道輪並びにころを構成する軸受鋼等の硬質金属に比べて軟らかい、銅合金製の保持器が摩耗し、この保持器から摩耗粉が発生し易くなる。特に、ころ軸受の潤滑をグリースで行なっている場合、この摩耗粉がグリース中に混入する（グリースを汚染する）事により、このグリースの潤滑性が低下する。そして、潤滑性が著しく低下した場合には、上記ころ軸受が、短時間で焼き付きや著しい摩耗等の損傷を受ける可能性がある。
【０００９】
この様な事情に鑑みて、近年では、工作機械の主軸や鉄道車両の車軸等、大きな荷重を受ける回転体を回転自在に支持する為のころ軸受に組み込む保持器として、特許文献１等に記載されている様に、合成樹脂製の保持器を使用する場合が多くなりつつある。この様な合成樹脂製の保持器として通常は、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂等、優れた摩擦特性を有する（摩耗しにくい）合成樹脂中に、ガラス繊維等の補強材を適量混入した、繊維強化合成樹脂を射出成形する事により造ったものを使用している。この様な合成樹脂製の保持器を組み込んだころ軸受は、前述の様な過酷な使用条件下でも摩耗粉が発生しにくく、焼き付きや著しい摩耗等の損傷を発生しにくくできる。
【００１０】
又、上記特許文献１には、高速運転時にも破損しにくいころ軸受用合成樹脂製保持器の発明が記載されている。この保持器は、円環状の１個のリム部に各柱部の基端部を連続させる事により、これら各柱部を片持ち支持すると共に、各柱部のうちの一部の柱部の先端部同士のみを、連結枠部により円周方向に連結させている。そして、この様に構成する事により、上記保持器の柔軟性を確保し、高速運転時の安定性の向上を図っている。
【００１１】
前述の様に、円筒ころ軸受の保持器を合成樹脂製とする事で、従来の銅合金製の保持器に比べ耐摩耗性及び耐焼き付き性の向上を図れる。但し、工作機械や鉄道車両の高速化に伴って、微量潤滑下での低発熱性及び耐久性が、更に要求されている。即ち、上述の様な工作機械や鉄道車両に組み込むころ軸受の場合、高速で運転する程このころ軸受を構成する軌道輪の案内面と保持器の被案内面との摺接部で潤滑剤（グリースや潤滑油）が枯渇し易くなる。そして、この摺接部で潤滑剤が枯渇すると、摩耗や振動が増大したり温度上昇し易くなる他、著しい場合には溶着、焼き付き等の損傷が生じる可能性もある。この為、上述の様な微量潤滑下で高速運転した場合でも、摩耗や溶着、焼き付き等の損傷が生じにくく、しかも温度上昇や振動が増大しにくい、優れた耐久性並びに安定性を有するころ軸受が望まれている。
【００１２】
【特許文献１】特開平１１−１６６５４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、高速運転、微量潤滑等の厳しい使用条件の下でも、優れた耐久性並びに安定性を有するころ軸受用合成樹脂製保持器及びころ軸受を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のころ軸受用合成樹脂製保持器及びころ軸受のうちのころ軸受用合成樹脂製保持器は、内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、外周面を上記外輪軌道及び内輪軌道に接触する転動面とした複数のころとを備えたころ軸受に組み込んだ状態で、これら各ころを転動自在に保持する。
この為、合成樹脂を射出成形する事により一体に形成して成り、軸方向に互いに間隔をあけて配置した１対のリム部と、円周方向に亙って間欠的に配置され、それぞれの両端部を上記各リム部の互いに対向する内側面に連続させた複数本の柱部とを備える。
そして、円周方向に隣り合う上記各柱部の円周方向両側面と上記各リム部の互いに対向する内側面とにより四周を囲まれる矩形の空間部分を、上記各ころを転動自在に保持する為のポケットとしている。又、これと共に、上記各リム部の外周面と内周面とのうちの一方の周面である被案内面を、上記外輪の内周面と上記内輪の外周面とのうちの一方の周面である案内面に近接対向させる事により、径方向に関する位置決めを図られる。
特に、本発明のころ軸受用合成樹脂製保持器に於いては、円周方向に関して上記被案内面の一部に、この被案内面の他の部分よりも径方向に凹んだ凹部を設けている。
又、本発明のころ軸受は、内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、外周面を上記外輪軌道及び内輪軌道に接触する転動面とした複数のころと、これら各ころを転動自在に保持する保持器とを備える。
特に、本発明のころ軸受に於いては、上記保持器が、上述の様なころ軸受用合成樹脂製保持器である。
【発明の効果】
【００１５】
上述の様に構成する本発明のころ軸受用合成樹脂製保持器及びころ軸受によれば、高速運転、微量潤滑等の厳しい使用条件の下でも、耐久性並びに安定性を確保できる。即ち、上記保持器の被案内面に設けた凹部に溜まった潤滑剤（グリースや潤滑油、グリースと潤滑油の混合物等）が、上記ころ軸受を構成する軌道輪の案内面と上記被案内面との摺接部に取り込まれる。この為、この摺接部で潤滑剤が枯渇する事を防止でき、この潤滑剤の枯渇に基づく摩耗や振動、温度上昇、溶着、焼き付き等を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の合成樹脂製保持器及びころ軸受を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した様に、各リム部の被案内面にこの被案内面から突出する状態で、（仮想の）中心軸に直交する仮想平面に関する断面を円弧形とした複数の凸部を設け、これら各凸部同士の間部分を凹部とする。
或は、請求項３に記載した様に、各リム部の被案内面にこの被案内面から凹入する状態で、中心軸に直交する仮想平面に関する断面を円弧形とした複数の凹溝を設け、これら各凹溝を凹部とする。
又、請求項４に記載した様に、各リム部の被案内面のうちで各柱部と整合する部分から外れた部分（より好ましくは、円周方向に隣り合う柱部同士の中央部、即ち各ポケットの円周方向中央部に整合する部分）に、凸部若しくは凹溝を設ける。
或は、請求項５に記載した様に、各リム部の被案内面のうちで各柱部と整合する部分並びにこれら各柱部の周面に、凸部若しくは凹溝を設ける。
又、請求項６に記載した様に、各柱部のうちの径方向に関して被案内面と反対側となる部分を各リム部の周面よりも径方向に突出させ、この突出させた部分に、射出成形の際に合成樹脂を送り込む為のゲートを配置する。
又、請求項７に記載した様に、ころ軸受を構成する各ころを、各ポケットの内径側開口縁側を通過不能に保持自在とする。
更には、請求項８に記載した様に、各リム部の軸方向外側面に、この外側面から軸方向内側に凹入する第二の凹部を設ける。
【実施例１】
【００１７】
図１〜３は、請求項１、２、４、６、７、８、９に対応する、本発明の実施例１を示している。本例の合成樹脂製保持器１０は、図３に示す様に、鍔付の円筒ころ軸受３ａに組み込んだ状態で、この円筒ころ軸受３ａを構成する各円筒ころ４、４を転動自在に保持する。尚、この円筒ころ軸受３ａの基本構成は、上記合成樹脂製保持器１０の構造を除き、前述の図１２〜１３に示した鍔付の円筒ころ軸受３と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００１８】
上記合成樹脂製保持器１０は、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド４６、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテル・エーテルケトン等の熱可塑性合成樹脂を母材とし、強度向上及び寸法安定化の為にガラス繊維を１０〜４０重量％程度添加したものを、射出成形により一体成形して成る。但し、用途により、上記合成樹脂製保持器１０に更なる強度向上と耐摩耗性を要求する場合には、カーボン繊維を１５〜３０％添加しても良い。
【００１９】
この様な合成樹脂により造られた本例の合成樹脂製保持器１０は、軸方向に互いに間隔をあけて配置した１対のリム部１１、１１と、円周方向に亙って間欠的に配置され、それぞれの両端部を上記各リム部１１、１１の互いに対向する内側面に連続させた複数本の柱部１２、１２とを備える。そして、円周方向に隣り合うこれら各柱部１２、１２の円周方向両側面と上記各リム部１１、１１の互いに対向する内側面とにより四周を囲まれる矩形の空間部分を、上記各円筒ころ４、４を転動自在に保持する為のポケット１３、１３としている。又、これと共に、上記合成樹脂製保持器１０の外周面のうち軸方向両端部外周面、即ち、上記各リム部１１、１１の外周面を、上記円筒ころ軸受３ａを構成する内向鍔部６ａ、６ｂの内周面（案内面）に近接対向させる事により、上記合成樹脂製保持器１０の直径方向位置決めを行なう被案内面としている。
【００２０】
更に、本例の合成樹脂製保持器１０の場合、上記各リム部１１、１１の外周面（被案内面）に、この外周面から突出する状態で、軸方向に直交する仮想平面に関する断面を円弧形とした、凸部１４、１４を設けている。本例の場合、これら各凸部１４、１４同士の間部分、即ち、これら各凸部１４、１４同士の間に存在する円筒面部分を、上記被案内面に設けたこの被案内面の他の部分よりも径方向に凹んだ、特許請求の範囲に記載した凹部としている。そして、上記円筒ころ軸受３ａに上記合成樹脂製保持器１０を組み込んだ状態で、上記各凸部１４、１４の頂部は、上記内向鍔部６ａ、６ｂの内周面に近接する。これら各凸部１４、１４は、上記各リム部１１、１１にそれぞれ３乃至上記各ポケット１３、１３と同数ずつ、軸方向に関して互いに整合する状態で設ける事が好ましい。
【００２１】
本例の場合、上記各凸部１４、１４を、上記各ポケット１３、１３と同数設けている。即ち、これら各凸部１４、１４を、上記リム部１１、１１の外周面のうちで上記各柱部１２、１２と整合する部分から外れた部分、より具体的には円周方向に隣り合う柱部１２、１２同士の中央部（ポケット１３、１３の円周方向中央部に整合する部分）に、それぞれ設けている。又、上記各凸部１４、１４の曲率半径Ｒは、上記合成樹脂製保持器１０の外径をＤとした場合に、Ｄ／２０≦Ｒ≦Ｄ／４（より好ましくはＤ／１４≦Ｒ≦Ｄ／８）としている。但し、この様に各凸部１４、１４の曲率半径Ｒを規制する場合でも、上記各凸部１４、１４の上記被案内面からの突出量ｔ（凸部１４の頂部とこの凸部１４から外れた円筒面部分との径方向距離ｔ）は、０．５mm≦ｔ≦１．５mm（より好ましくは０．８mm≦ｔ≦１．２mm）とする事が好ましい。
【００２２】
尚、上記凸部１４、１４の曲率半径ＲがＤ／２０未満の場合、或は、上記各凸部１４、１４の上記被案内面からの突出量ｔが０．５mm未満の場合には、上記被案内面のうちのこれら各凸部１４、１４から外れた円筒面部分に潤滑剤（グリースや潤滑油、グリースと潤滑油の混合物等）を十分に溜める事ができなくなり、上記被案内面と案内面との摺接部で潤滑剤が枯渇し易くなる可能性がある。一方、上記凸部１４、１４の曲率半径ＲがＤ／４を超える場合、或は、上記各凸部１４、１４の上記被案内面からの突出量ｔが１．５mmを超える場合には、これら各凸部１４、１４の摩耗が著しくなり、上記被案内面と案内面との摺接状態を良好に保てなくなる可能性がある。
【００２３】
又、上記各柱部１２、１２のうちの径方向に関して被案内面と反対側となる部分、即ちこれら各柱部１２、１２の内径側端部を、上記各リム部１１、１１の周面よりも径方向に突出させ、この突出させた部分に、射出成形の際に合成樹脂を送り込む為のゲートを配置している。この様に各柱部１２、１２の内径側端部にゲートを配置する事で、このゲートの数を多くすれば、射出成形の際に金型のキャビティ内に合成樹脂を均一に流し込み易くでき、上記合成樹脂製保持器１０の成形精度の向上を図れる。しかも、本例の場合は、上記被案内面に設けた凸部１４、１４の頂部が前記案内面に摺接する為、これら各凸部１４、１４の外接円の真円度を確保する事で、上記被案内面と案内面との摺接状態を良好に保てる。
【００２４】
即ち、射出成形により造られる合成樹脂製保持器の場合、寸法が大きくなる程この保持器の形状精度を確保しにくくなる。言い換えれば、この合成樹脂製保持器が大型になる程、射出成形の際に金型のキャビティ内で合成樹脂が均一に固化しにくくなる等、上記保持器の被案内面の真円度を十分に確保しにくくなる（真円度を高度に維持できなくなる）可能性がある。そして、この様な真円度が十分でない合成樹脂製保持器を組み込んだ円筒ころ軸受等のころ軸受を高速運転すると、このころ軸受を構成する軌道輪の案内面と上記保持器の被案内面とが安定して摺接せずに（案内面と被案内面との摺接状態を良好に保てずに）、摩耗や振動、温度上昇の増大が避けられなくなる可能性がある。
【００２５】
これに対して本例の合成樹脂製保持器１０の場合には、上記被案内面に設けた凸部１４、１４の頂部が前記案内面に摺接する為、これら各凸部１４、１４の外接円の真円度を確保する事で、上記被案内面と案内面との摺接状態を良好に保てる。これら各凸部１４、１４の外接円の真円度は、金型の調整等の容易な作業で確保できる為、上記ゲートの数を多くする事と相まって、上記被案内面と案内面とを安定して摺接させる事ができる。
【００２６】
又、本例の場合、上記各リム部１１、１１の軸方向外側面に、この外側面から軸方向内側に凹入する状態で凹部１５、１５を設けている。これら各凹部１５、１５は、特許請求の範囲に記載した第二の凹部に相当するもので、上記合成樹脂製保持器１０の軽量化を図ると同時に、冷却時に生じる、引けと呼ばれる変形を抑えると共に、射出成形時にボイド（金型のキャビティ内で合成樹脂が行き渡らない事により生じる空隙）を生じにくくする為のものである。即ち、上記凹部１５、１５を上記各リム部１１、１１の側面に１乃至複数設ける事で、上記各リム部１１、１１の体積の低減を図れる。そして、この様に各リム部１１、１１の体積を小さくする事で、上記合成樹脂製保持器１０の軽量化を図ると同時に冷却に伴う変形を抑えると共に、射出成形時に合成樹脂を金型のキャビティ内に行き渡り易くして、上記ボイドが生じるのを防止している。
【００２７】
又、本例の場合、前記各ポケット１３、１３の開口縁のうちで、上記各リム部１１、１１の径方向に関して前記被案内面と反対側（内径側）の開口縁の一部（軸方向中間部）の、円周方向に関する距離ｗ（図１〜２）を、前記各円筒ころ４、４の外径ｄ（図１）よりも小さく（ｗ＜ｄ）している。即ち、本例の場合には、上記各ポケット１３、１３の内面のうちの内径側半部の円周方向に関する距離ｗを、径方向内方に向かうに従って漸減させている。言い換えれば、これら各ポケット１３、１３の内面の内径側半部を、内径側に向かう程狭くなる様に傾斜（並びに湾曲）させている。この様な構成により、上記各ポケット１３、１３に上記各円筒ころ４、４を、前記合成樹脂製保持器１０の径方向外方からのみ挿入自在とし、且つ、上記内径側の各開口縁を通過不能に保持自在としている。
【００２８】
上述の様に構成する本例の合成樹脂製保持器１０及び円筒ころ軸受３ａによれば、高速運転、微量潤滑等の厳しい使用条件の下でも、耐久性並びに安定性を確保できる。即ち、上述の様に合成樹脂製保持器１０の被案内面に凸部１４、１４を設ける為、これら各凸部１４、１４の頂部が上記円筒ころ軸受３ａを構成する内向鍔部６ａ、６ｂの内周面（案内面）に摺接する。この為、これら案内面と被案内面との摺接面積の低減を図れ、振動や温度上昇の低減を図れる。又、これと共に、上記被案内面のうちの上記各凸部１４、１４から外れた部分に溜まった潤滑剤（グリースや潤滑油、グリースと潤滑油の混合物等）が、これら各凸部１４、１４の頂部と上記案内面との摺接部に効率良く取り込まれる。この為、この摺接部で潤滑剤が枯渇する事を防止でき、この潤滑剤の枯渇に基づく摩耗や振動、温度上昇、溶着、焼き付き等を防止できる。しかも、上述した様に、上記被案内面に設けた上記各凸部１４、１４の外接円の真円度を確保する事で、上記被案内面と案内面との摺接状態を良好に保てる。上記各凸部１４、１４の外接円又は内接円の真円度は、金型の調整等の容易な作業で確保できる為、上記合成樹脂製保持器１０の寸法が大きい場合や外輪案内の様に被案内面がこの合成樹脂製保持器１０の外径側に位置する場合でも、上記被案内面と案内面とを安定して摺接させる事ができ、摩耗や振動、温度上昇の低減を図れる。  
【００２９】
次に、本発明の効果を確認する為に行なった実験に就いて説明する。この実験は、上述の図１〜３に示した被案内面に凸部１４、１４を設けた、本発明に属する合成樹脂製保持器１０（実施例１〜９）と、被案内面を単一円筒面とした（凸部を設けていない）、本発明に属さない保持器（比較例１〜３）とに就いて、それぞれの真円度を測定した。又、これと共に、本発明に属する合成樹脂製保持器１０（実施例１、２、４、６、７、８）と、本発明に属さない保持器（比較例１、４）を、前述した円筒ころ軸受３、３ａ（図３、１２〜１３）に組み込んで、運転時の温度上昇量並びに被案内面の摩耗量をそれぞれ測定した。
【００３０】
尚、上記各保持器を構成する合成樹脂は、ＢＡＳＦジャパン株式会社製のウルトラミッドＡ３ＨＧ５（ポリアミド６６）、ＤＪＥＰ株式会社製のＴＷ２４１Ｆ６（ポリアミド４６）、呉羽化学工業株式会社製のＫＰＳ（ポリフェニレンサルファイド、ガラス繊維２０％含有）とした。そして、これら各合成樹脂を、インラインスクリュー式の射出成形機で成形し、それぞれの真円度を測定した。尚、保持器の寸法は、内径１６０mm、外径２００mm、幅７３mmとし、真円度は東京精密株式会社製の「ＲＯＮＤ  ＣＯＭＩＤ７２」（製品名）で測定した。又、本発明に属する合成樹脂製保持器３ａ（実施例１〜９）の真円度は、被案内面に設けた各凸部１４、１４の頂点を結ぶ仮想円（外接円）の真円度として測定した。結果を下記の表１に示す。
【００３１】
【表１】
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この表１から明らかな様に、被案内面を単一円筒面とした本発明に属さない保持器（比較例１〜３）の真円度が２００μｍ以上となるのに対して、被案内面に凸部１４、１４を設けた本発明に属する合成樹脂製保持器３ａ（実施例１〜９）の真円度は４４μｍ以下と、良好な結果を得られる事が分る。
【００３２】
又、上記表１に示した各保持器のうちの実施例１、２、４、６、７、８及び比較例１、並びに前述の図１２〜１３に示した黄銅（ＨＢS Ｃｌ）製の保持器（比較例４）を、前述した円筒ころ軸受３、３ａに組み込んで、運転時の温度上昇量並びに被案内面の摩耗量をそれぞれ測定した。この円筒ころ軸受３、３ａの諸元は、内径１３０mm、外径２５０mm、幅８０mm、円筒ころの外径３２mm、ころ数１４個とした。又、上記各保持器の寸法は、内径１６０mm、外径２００mm、幅７３mmとした。そして、ラジアル荷重（１２０ｋＮ）を付与しつつ、回転速度１〜１３００min-1 で運転した。尚、潤滑剤はリチウム石鹸グリースを使用すると共に、雰囲気温度は室温とした。結果を下記の表２に示す。
【００３３】
【表２】
2005061483.tif 000004
【００３４】
尚、この表２に示す温度上昇量は、回転速度１１８０min-1 （鉄道車輌で速度約２００km/h相当）時の温度上昇量である。尚、図４に、回転速度毎の温度上昇量を示す。又、上記表２の摩耗量のうち、被案内面に凸部１４、１４を設けた、本発明に属する合成樹脂製保持器１０（実施例１、２、４、６、７、８）の摩耗量は、この凸部１４の突出量ｔ（凸部１４の頂部とこの凸部１４から外れた円筒面部分との径方向距離ｔ）の運転前と後との差を測定する事により求めた。又、被案内面を単一円筒面とした本発明に属さない保持器（比較例１、４）の摩耗量は、被案内面のうちの摩耗していな部分と摩耗した部分との差を測定する事により求めた。
【００３５】
又、上記各実施例のうちの実施例６及び実施例８は、被案内面に設けた凸部１４、１４の曲率半径Ｒ及び突出量ｔが、前述した好ましい値の範囲（Ｄ／２０≦Ｒ≦Ｄ／４、０．５mm≦ｔ≦１．５mm）からは外れている。上記表２及び図４から明らかな様に、上記各凸部１４、１４の曲率半径ＲをＤ／２０≦Ｒ≦Ｄ／４とし、同じく突出量ｔを０．５mm≦ｔ≦１．５mmとすれば、運転時の温度上昇量、摩耗量の低減を図れる。
【実施例２】
【００３６】
次に、図５は、請求項１、３、４、６、７、８に対応する、本発明の実施例２を示している。本例の場合は、各リム部１１ａ、１１ａの外周面（被案内面）に、この外周面から凹入する状態で、中心軸に直交する仮想平面に関する断面を円弧形とした凹溝１６、１６を設けている。本例の場合、これら各凹溝１６、１６を、上記被案内面の他の部分よりも径方向に凹んだ、特許請求の範囲に記載した凹部としている。上記各凹溝１６、１６は、上記各リム部１１ａ、１１ａにそれぞれ３乃至各ポケット１３、１３と同数ずつ、軸方向に関して互いに整合する状態で設ける事が好ましい。本例の場合には、上記各凹溝１６、１６を、上記各ポケット１３、１３と同数設けている。即ち、これら各凹溝１６、１６を、上記各リム部１１ａ、１１ａの周面のうちで各柱部１２、１２と整合する部分から外れた部分、より具体的には円周方向に隣り合う柱部１２、１２同士の中央部（ポケット１３、１３の円周方向中央部に整合する部分）に、それぞれ設けている。
【００３７】
又、上記各凹溝１６、１６の曲率半径Ｒは、合成樹脂製保持器１０の外径をＤとした場合に、Ｄ／５０≦Ｒ≦Ｄ／１０（より好ましくはＤ／３０≦Ｒ≦Ｄ／１５）としている。但し、この様に各凹溝１６、１６の曲率半径Ｒを規制する場合でも、上記各凹溝１６、１６の上記被案内面からの凹入量（凹溝１６の底部とこの凹溝１６から外れた円筒面部分との径方向距離）ｔは、０．５mm≦ｔ≦４．０mm（より好ましくは１．０≦ｔ≦３．０mm）とする事が好ましい。
【００３８】
尚、上記各凹溝１６、１６の曲率半径ＲがＤ／５０未満の場合、或は、上記各凹溝１６、１６の上記被案内面からの凹入量ｔが０．５mm未満の場合には、これら各凹溝１６、１６を通じて被案内面と案内面との摺接部に潤滑剤（グリースや潤滑油、グリースと潤滑油の混合物等）を十分に溜める事ができなくなり、上記被案内面と案内面との摺接部で潤滑剤が枯渇し易くなる可能性がある。一方、上記各凹溝１６、１６の曲率半径ＲがＤ／１０を超える場合、或は、上記各凹溝１６、１６の上記被案内面からの凹入量ｔが４．０mmを超える場合には、これら各凹溝１６、１６が大きくなり過ぎて、上記各リム部１１ａ、１１ａの強度、延いては上記合成樹脂製保持器１０の強度を十分に確保できなくなる可能性がある。
【００３９】
上述の様に構成する本例の合成樹脂製保持器１０によれば、高速運転、微量潤滑等の厳しい使用条件の下でも、耐久性並びに安定性を確保できる。即ち、上述の様に合成樹脂製保持器１０の被案内面に凹溝１６、１６を設ける為、これら各凹溝１６、１６に溜まった潤滑剤が、円筒ころ軸受３ａを構成する内向鍔部６ａ、６ｂ（図３参照）の内周面（案内面）と上記被案内面との摺接部に取り込まれる。この為、この摺接部で潤滑剤が枯渇する事を防止でき、この潤滑剤の枯渇に基づく摩耗や振動、温度上昇、溶着、焼き付き等を防止できる。その他の構成及び作用は、前述した実施例１と同様であるから、重複する説明は省略する。
【実施例３】
【００４０】
次に、図６は、請求項１、２、４、６、７、８に対応する、本発明の実施例３を示している。本例の場合は、合成樹脂製保持器１０の内周面のうち軸方向両端部内周面、即ち、各リム部１１ｂ、１１ｂの内周面を、円筒ころ軸受を構成する内輪の端部外周面に設けた外向鍔部の外周面（案内面）に近接対向させる事により、上記合成樹脂製保持器１０の直径方向位置決めを行なう被案内面としている。そして、上記各リム部１１ｂ、１１ｂの内周面（被案内面）に、この内周面から径方向内方に突出する状態で、中心軸に直交する仮想平面に関する断面を円弧形とした凸部１４、１４を設けている。
【００４１】
又、本例の場合、各ポケット１３、１３の開口縁のうちの上記各リム部１１ｂ、１１ｂの径方向に関して前記被案内面と反対側（外径側）の開口縁の一部（軸方向中間部）の円周方向に関する距離ｗを、各円筒ころ４の外径ｄよりも小さく（ｗ＜ｄ）している。即ち、本例の場合には、上記各ポケット１３、１３の内面のうちの外径側半部の円周方向に関する距離ｗを、径方向内方に向かうに従って漸減させている。言い換えれば、これら各ポケット１３、１３の内面の外径側半部を、外径側に向かう程狭くなる様に傾斜（並びに湾曲）させている。この様な構成により、上記各ポケット１３、１３に上記各円筒ころ４を、上記合成樹脂製保持器１０の径方向内方からのみ挿入自在とし、且つ、上記外径側の各開口縁を通過不能に保持自在としている。その他の構成及び作用は、前述した実施例１と同様であるから、重複する説明は省略する。
【実施例４】
【００４２】
次に、図７は、請求項１、３、４、６、７、８に対応する、本発明の実施例４を示している。本例の場合も、合成樹脂製保持器１０の内周面のうち軸方向両端部内周面、即ち、各リム部１１ｃ、１１ｃの内周面を、円筒ころ軸受を構成する内輪の端部外周面に設けた外向鍔部の外周面（案内面）に近接対向させる事により、上記合成樹脂製保持器１０の径方向に関する位置決めを図る為の被案内面としている。そして、本例の場合は、上記各リム部１１ｃ、１１ｃの内周面（被案内面）に、この内周面から凹入する状態で、中心軸に直交する仮想平面に関する断面を円弧形とした凹溝１６、１６を設けている。その他の構成及び作用は、上述した実施例３及び前述した実施例２と同様であるから、重複する説明は省略する。
【実施例５】
【００４３】
次に、図８は、請求項１、２、５、６、７、８に対応する、本発明の実施例５を示している。本例の場合は、合成樹脂製保持器１０の外周面のうち軸方向両端部外周面、即ち、各リム部１１ｄ、１１ｄの外周面を、円筒ころ軸受３ａを構成する外輪１の両端部内周面に設けた内向鍔部６ａ、６ｂ（図３参照）の内周面（案内面）に近接対向させる事により、上記合成樹脂製保持器１０の直径方向位置決めを行なう被案内面としている。そして、この被案内面に、この被案内面から突出する状態で、中心軸に直交する仮想平面に関する断面を円弧形とした凸部１４、１４を設けている。本例の場合、これら各凸部１４、１４を、上記各リム部１１ｄ、１１ｄの外周面のうちで、各柱部１２ａ、１２ａと整合する部分並びにこれら各柱部１２ａ、１２ａの外周面に、それぞれ設けている。その他の構成及び作用は、前述した実施例１と同様であるから、重複する説明は省略する。
【実施例６】
【００４４】
次に、図９は、請求項１、３、５、６、７、８に対応する、本発明の実施例６を示している。本例の場合も、合成樹脂製保持器１０の外周面のうち軸方向両端部外周面、即ち、各リム部１１ｅ、１１ｅの外周面を、円筒ころ軸受３ａを構成する外輪１の両端部内周面に設けた内向鍔部６ａ、６ｂ（図３参照）の内周面（案内面）に近接対向させる事により、上記合成樹脂製保持器１０の直径方向位置決めを行なう被案内面としている。そして、この被案内面に、この案内面から凹入する状態で、中心軸に直交する仮想平面に関する断面を円弧形とした凹溝１６、１６を設けている。本例の場合、これら各凹溝１６、１６を、上記各リム部１１ｅ、１１ｅの外周面のうちで、各柱部１２ｂ、１２ｂと整合する部分並びにこれら各柱部１２ｂ、１２ｂの外周面に、それぞれ設けている。その他の構成及び作用は、前述した実施例２と同様であるから、重複する説明は省略する。
【実施例７】
【００４５】
次に、図１０は、請求項１、２、５、６、７、８に対応する、本発明の実施例７を示している。本例の場合は、合成樹脂製保持器１０の内周面のうち軸方向両端部内周面、即ち、各リム部１１ｆ、１１ｆの内周面を、円筒ころ軸受を構成する内輪の端部外周面に設けた外向鍔部の外周面（案内面）に近接対向させる事により、上記合成樹脂製保持器１０の直径方向位置決めを行なう被案内面としている。そして、この被案内面に、この被案内面から突出する状態で、中心軸に直交する仮想平面に関する断面を円弧形とした凸部１４、１４を設けている。本例の場合、これら各凸部１４、１４を、上記各リム部１１ｆ、１１ｆの内周面のうちで、各柱部１２ｃ、１２ｃと整合する部分並びにこれら各柱部１２ｃ、１２ｃの内周面に、それぞれ設けている。その他の構成及び作用は、前述した実施例１及び実施例３と同様であるから、重複する説明は省略する。
【実施例８】
【００４６】
次に、図１１は、請求項１、３、５、６、７、８に対応する、本発明の実施例８を示している。本例の場合も、合成樹脂製保持器１０の内周面のうち軸方向両端部内周面、即ち、各リム部１１ｇ、１１ｇの内周面を、円筒ころ軸受を構成する内輪の端部外周面に設けた外向鍔部の外周面（案内面）に近接対向させる事により、上記合成樹脂製保持器１０の直径方向位置決めを行なう被案内面としている。そして、この被案内面に、この被案内面から凹入する状態で、中心軸に直交する仮想平面に関する断面を円弧形とした凹溝１６、１６を設けている。本例の場合、これら各凹溝１６、１６を、上記各リム部１１ｇ、１１ｇの内周面のうちで、各柱部１２ｄ、１２ｄと整合する部分並びにこれら各柱部１２ｄ、１２ｄの外周面に、それぞれ設けている。その他の構成及び作用は、前述した実施例２及び実施例３と同様であるから、重複する説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施例１を、上半部を切断して示す側面図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】ころ軸受に組み付けた状態で示す断面図。
【図４】実験結果を示す線図。
【図５】本発明の実施例２を示す、図１と同様の側面図。
【図６】同実施例３を示す、図１と同様の側面図。
【図７】同実施例４を示す、図１と同様の側面図。
【図８】同実施例５を示す、図１と同様の側面図。
【図９】同実施例６を示す、図１と同様の側面図。
【図１０】同実施例７を示す、図１と同様の側面図。
【図１１】同実施例８を示す、図１と同様の側面図。
【図１２】従来構造をころ軸受に組み付けた状態で示す断面図。
【図１３】上半部を切断して示す、図１２の右方から見た図。
【符号の説明】
【００４８】
１    外輪
２    内輪
３    円筒ころ軸受
４    円筒ころ
５    外輪軌道
６ａ、６ｂ  内向鍔部
７    内輪軌道
８    外向鍔部
９    保持器
１０    合成樹脂製保持器
１１、１１ａ〜１１ｇ  リム部
１２、１２ａ〜１２ｄ  柱部
１３    ポケット
１４    凸部
１５    凹部
１６    凹溝
【図１】
2005061483.tif 000005
【図２】
2005061483.tif 000006
【図３】
2005061483.tif 000007
【図４】
2005061483.tif 000008
【図５】
2005061483.tif 000009
【図６】
2005061483.tif 000010
【図７】
2005061483.tif 000011
【図８】
2005061483.tif 000012
【図９】
2005061483.tif 000013
【図１０】
2005061483.tif 000014
【図１１】
2005061483.tif 000015
【図１２】
2005061483.tif 000016
【図１３】
2005061483.tif 000017